項(xiàng) 軒

(中石化金陵分公司煉油一部設(shè)備科，南京 210000)

重油催化裂化汽油中含有較多的硫醇、硫化氫及硫醚等成分，對(duì)汽油的品質(zhì)有很大影響，同時(shí)也會(huì)令人體產(chǎn)生不適。近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來(lái)越高，對(duì)于汽車尾氣的排放問題也引起了更多的關(guān)注。而硫醇工藝可以減少環(huán)境污染，減少三廢的產(chǎn)生，有效提升油品的性能，因此此項(xiàng)技術(shù)在煉油企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

金陵石化公司在重油催化裝置內(nèi)新建了一套由中石化集團(tuán)撫油石化研究院研發(fā)的汽油氧化脫硫醇尾氣治理裝置，在此重點(diǎn)介紹采用CL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)其邏輯功能的方法。

如圖1所示，汽油氧化脫硫醇的尾氣(流量150m3/h)經(jīng)由流量計(jì)FI502進(jìn)入尾氣處理裝置的吸收塔T-3105，與經(jīng)過制冷機(jī)組換熱后溫度降至10～15℃的柴油自下而上逆向接觸，利用相似相溶原理，吸收尾氣中的烴類組分；吸收后的尾氣再進(jìn)入反應(yīng)器R3102中與濃度為5%的NaOH液體接觸，以進(jìn)一步吸收和凈化尾氣中的全部硫化氫組分和剩余有機(jī)硫化物，凈化后的尾氣總烴量小于20g/m3，基本不含硫化物，從R3102頂部達(dá)標(biāo)排放。R3102內(nèi)的堿液半年更換一次。吸收后的富吸收油由LIC501液控控制50%液面，經(jīng)P3109A/B返回分餾單元柴油出裝置流控FIC237后，與分餾單元的產(chǎn)品柴油混合后出裝置。

圖1 汽油氧化脫硫醇尾氣吸收系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖

2 各部分的控制方式

柴油流量FIC501的控制采用單回路PID調(diào)節(jié)方式，正常運(yùn)行狀態(tài)下FIC501的設(shè)定值為14m3/h，范圍0～30m3/h。

吸收塔液位LICA501的控制采用單回路PID調(diào)節(jié)方式，正常運(yùn)行狀態(tài)下LICA501的設(shè)定值為55%。 吸收塔塔頂壓力PICA501的控制采用單回路PID調(diào)節(jié)方式，正常運(yùn)行狀態(tài)下PICA501的設(shè)定值為80kPa，范圍0～120kPa。

蒸發(fā)壓力PICA502的控制采用兩位式控制方式，正常運(yùn)行狀態(tài)下設(shè)定故障停機(jī)蒸發(fā)壓力497.6kPa(溫度0℃)，減載蒸發(fā)壓力514kPa(溫度1℃，可修改)，加載蒸發(fā)壓力583.8kPa(溫度5℃，可修改)。

以上各單元均可以在DCS上手動(dòng)啟動(dòng)，要求依照上文所述。當(dāng)吸收塔液位穩(wěn)定后，由人工切換進(jìn)氣閥門。

3 控制方案的實(shí)現(xiàn)

汽油氧化脫硫醇尾氣治理裝置的DCS系統(tǒng)為Honeywell TPS[1]，控制器為HPM，過程點(diǎn)是控制系統(tǒng)組態(tài)中的最小單元。

CL語(yǔ)言是一種面向工程師的高級(jí)語(yǔ)言，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、安全可靠、支持批量操作和連續(xù)控制，能在HPM中運(yùn)行，靈活訪問HPM中的參數(shù)與功能。用CL語(yǔ)言編程，對(duì)于裝置的平穩(wěn)運(yùn)行有著極大的幫助。

圖2所示的順控邏輯分為3個(gè)部分：聯(lián)鎖處理模塊、裝置停車模塊和冷熱機(jī)組模塊?？刂品桨覆捎肅L語(yǔ)言編寫，結(jié)合邏輯點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。

圖2 順控控制流程

現(xiàn)用CL語(yǔ)言[2，3]的SEQUENCE WEIQI1(HPM;POINT WEIQI)定義程序的名稱是WEIQI1，綁定的PM[4]點(diǎn)的名稱是WEIQI，HPM代表這個(gè)CL是基于HPM運(yùn)行的。EXTERNAL M,FIC501，LIC501,WEIQITIME1為外部變量的聲明部分，定義了4個(gè)外部變量：M、FIC501、LIC501和WEIQITIME1。M為裝置狀態(tài)：0表示正常；1表示停機(jī)組，但不停裝置；2表示裝置停車。LOCAL a:logical at fl(03)為內(nèi)部變量的聲明部分，定義了內(nèi)部變量。具體如下：

SEQUENCE WEIQI1(HPM;POINT WEIQI1)

EXTERNAL M,FIC501，LIC501,WEIQITIME1

LOCAL A:logical at fl(03)

LOCAL B:logical at fl(04)

LOCAL C:logical at fl(05)

LOCAL D:logical at fl(06)

LOCAL E:logical at fl(21)

LOCAL F:logical at fl(22)

LOCAL G:logical at fl(07)

LOCAL H:logical at fl(23)

LOCAL I:logical at fl(23)

LOCAL J:logical at fl(02)

LOCAL K:logical at fl(25)

LOCAL L:logical at fl(35)

LOCAL Q:logical at fl(36)

LOCAL N:logical at fl(37)

LOCAL O:logical at fl(38)

LOCAL P:logical at fl(39)

LOCAL R:logical at fl(26)

LOCAL S:logical at fl(32)

LOCAL a:logical at fl(03)定義的內(nèi)部變量，具體如下：

fl(1):PI502聯(lián)鎖投入/切除

fl(2):緊急停車按鈕 J

fl(3):DI503 A

fl(4):DI508 B

fl(5):PIC502 C

fl(6):II501/II502/II503 D

fl(7):FIC502/DI504/DI505/DI507 G

fl(21):LICA501/PDIA501 E

fl(22):TIA502 F

fl(23):PIC502≤514kPa H

fl(24):PIC502≥583.8kPa I

fl(25):允許啟動(dòng) K

fl(26):手動(dòng)停機(jī) R

fl(34):P3109B啟動(dòng)(DO503)

fl(32):P3109A 停機(jī)(DO502) S

fl(33):P3109A 啟動(dòng)(DO501)

fl(35):P3109B停機(jī)(DO504) L

fl(36):壓縮機(jī)啟/停(DO505) Q

fl(37):常開電磁閥SVO(DO506，控制進(jìn)油通路) N

fl(38):常閉電磁閥SV1(DO507，控制油路旁通) O

fl(39):常閉電磁閥SV3(DO508，控制泄油通路) P

聯(lián)鎖處理模塊的程序由段(PHASE)組成，PHASE[5]的名稱由用戶自行定義，PHASE內(nèi)由一些子段(STEP)組成，STEP的名稱由用戶自行定義，PHASE和STEP的名稱是唯一的。首先設(shè)定裝置正常，然后監(jiān)測(cè)相關(guān)聯(lián)鎖條件，如果壓縮機(jī)油壓保護(hù)、壓縮機(jī)油位保護(hù)、蒸發(fā)壓力高低報(bào)警、壓縮機(jī)高壓保護(hù)、壓縮機(jī)低壓保護(hù)、電源相序與電壓保護(hù)、FIC502大于等于5m3/h、電流高高限、TIA502大于等于高高限，以及冷熱機(jī)組停機(jī)等條件滿足，則觸發(fā)聯(lián)鎖，壓縮機(jī)停機(jī)，常閉電磁閥SV1得電，控制油旁通打開，冷熱機(jī)組停機(jī)。判斷條件：如果吸收塔液位LICA501小于等于低低限或大于等于高高限或者吸收塔差壓PDIA501大于等于高高限，則裝置停車[6]。具體程序代碼如下：

PHASE ONE

STEP ONE

SET M.PV=0

IF A=ON OR B=ON OR C=ON OR D=ON OR F=ON OR G=ON

& THEN(

& SET O=OFF;

& SET Q=OFF;

& SET M.PV=1;)

STEP TWO

IF E=ON

& THEN

& SET M.PV=2

冷熱機(jī)組模塊的邏輯設(shè)計(jì)[7]。如果允許啟動(dòng)按鈕按下，等待3s，關(guān)閉進(jìn)油旁路電磁閥，機(jī)組開機(jī)。計(jì)數(shù)器重新計(jì)時(shí)；打開SV0，關(guān)閉SV1，關(guān)閉SV3。蒸發(fā)壓力PICA502的控制通過加載和減載來(lái)完成。加載和減載由電磁閥SVO、SV1、SV3的通斷完成：機(jī)組啟動(dòng)后，壓縮機(jī)開始加載，此時(shí)SV0加電；3min后，所有電磁閥斷電，壓縮機(jī)以100%負(fù)荷運(yùn)行；當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，SV0持續(xù)關(guān)閉，SV1持續(xù)關(guān)閉，SV3持續(xù)關(guān)閉；機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，如果PICA502大于等于583.8kPa，則打開SV0、關(guān)閉SV1、關(guān)閉SV3；如果PICA502小于等于514kPa，需減載，則關(guān)閉SV0、關(guān)閉SV1、關(guān)閉SV3；如果PICA502大于等于514kPa并且PICA502小于等于583.8kPa，則關(guān)閉SV0、關(guān)閉SV1、關(guān)閉SV3。如果手動(dòng)停車按鈕按下，則打開SV3，關(guān)閉SV1，機(jī)組停機(jī)。具體程序代碼如下：

PHASE TWO

STEP ONE

IF M.PV=0 AND K=ON THEN(

& WAIT 3 SECS;

& SET Q=ON;

& SET N=ON)

SET WEIQITIME1.COMMAND=STOP

SET WEIQITIME1.COMMAND=RESET

SET WEIQITIME1.COMMAND=START

SET N=OFF

SET 0=OFF

SET P=OFF

IF H=ON THEN (SET N=ON;

& SET 0=OFF;

& SET P=ON)

IF I=ON THEN (SET N=OFF;

& SET 0=OFF;

& SET P=OFF)

IF H=OFF AND I=OFF

& THEN(SET N=ON;

& SET 0=OFF;

& SET P=OFF)

IF R=ON THEN(SET P=ON;

& SET 0=OFF;

& SET Q=OFF)

IF R=ON THEN SET M.PV=1

裝置停車的邏輯設(shè)計(jì)。如果裝置停車狀態(tài)為真，則富吸收油泵P3109A/B停泵，機(jī)組停車，調(diào)節(jié)閥FV501關(guān)閉，吸收塔液控閥LV501關(guān)閉。程序代碼如下：

STEP TWO

IF M.PV=2 OR J=ON THEN(

& SET FIC501.SAFEOP=0;

& SET L=ON;

& SET Q=OFF;

& SET S=ON;

& SET LIC501.SAFEOP=0)

4 結(jié)束語(yǔ)

CL語(yǔ)言支持批量操作和連續(xù)控制，Honeywell TPS系統(tǒng)的組態(tài)功能也比較強(qiáng)大。將CL語(yǔ)言應(yīng)用于中石化金陵分公司的重油催化裝置新建的由汽油氧化脫硫醇尾氣治理裝置的TPS系統(tǒng)中的聯(lián)鎖處理模塊、冷熱機(jī)組模塊和裝置停車模塊的程序設(shè)計(jì)中，裝置正式投運(yùn)后，運(yùn)行平穩(wěn)，自控狀況良好，尾氣中總烴含量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

[1] 王伯升,范紅梅.利用Honeywell TPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置平穩(wěn)率的計(jì)算與管理[J].齊魯石油化工,2012,(1):77～80.

[2] 王慧.CL語(yǔ)言在乙烯、丙烯存儲(chǔ)裝置中的應(yīng)用[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(3):133～134.

[3] 王麗杰.HONEYWELL TPS控制系統(tǒng)在氧化鋁焙燒爐的開發(fā)及應(yīng)用[J].科技成果管理與研究,2011,(4):24.

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[6] 朱瑾.Honeywell的TPS控制系統(tǒng)在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用[J].鍋爐制造,2012,(5):4.

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